[发明专利]激光加工头和激光加工机

说明书

本发明涉及一种用于激光加工工件(2)的激光加工头(4)，包括：绕第一转动轴线(A)可转动支承的第一结构单元(8)，其具有壳体件(8a)；以及在第一结构单元(8)上绕第二转动轴线(B)可转动支承的第二结构单元(9)，用于将激光束(11)定向到工件(2)上。第一结构单元(8)的壳体件(8a)具有用于将导光线缆(15)耦合到激光加工头(4)上的接口(14)，该导光线缆用于输入激光束(11)。本发明还涉及一种激光加工机(1)，包括：工件支承装置(3)，用于在激光加工时在支承平面(E)中支承待加工的工件(2)；以及如上所述的激光加工头(4)，用于对支承在工件支承装置(3)上的工件(2)进行激光加工。

技术领域

本发明涉及一种激光加工头、尤其激光切割头，其包括：绕第一转动轴线可转动支承的第一结构单元，其具有壳体件；以及在第一结构单元上绕第二转动轴线可转动支承的第二结构单元，其用于将激光束定向到工件上。本发明也涉及一种具有这种激光加工头的激光加工机。

背景技术

由EP 1 965 945 B1已知一种扫描头，其具有第一结构单元和用于将激光束定向到工件上的第二结构单元。第一结构单元绕竖直轴线(C轴线)可转动地支承。第二结构单元固定在第一结构单元上并且绕水平轴线(B轴线)可转动地支承。为了激光束在工作区域中进行的扫描运动，在第二结构单元中安装有扫描镜，该扫描镜绕第一轴线是可倾斜的。该扫描镜或另一扫描镜在第二结构单元中布置为绕与第一轴线垂直的第二轴线可转动或可倾斜。在EP 1 965 945 B1中描述的扫描头适合在3D激光加工设备中使用或者适合安装在工业机器人上。通常将经准直的激光束输入扫描头。

除了构造用于工件的三维加工的激光加工机之外，在所谓的2D加工机中也有利的是，使得可以在用于焊接的例如板状的工件中切割已准备的斜边缘。为了实现这一点需要的是，加工束不仅可以垂直于(平面的)工件表面而且也可以与其成直至大约45°角地定向。

为此目的，例如在等离子切割机中已知的是，使得加工头的第一结构单元绕第一轴线(A轴线)转动，并且使得第二结构单元绕不平行于第一轴线定向的第二轴线(B轴线)转动。用于实现这种等离子切割头的不同的运动结构例如在EP 2 584 419 A2、US 8946583B2、WO 2011/052093 A1、US 8395075 B2或EP2 292 361 A1(具有并行运动装置)中描述。

原则上，在具有两个附加的转动轴线的激光切割头或等离子切割头中存在的问题在于，转动驱动器导致在头或工具中心点附近的质量提高，这在头垂直于工件表面定向的直线切割中可能导致(切割)加工的动力显著减小并因此导致生产率显著减小。然而，在待制造的工件零件的零件谱中，相比于以垂直切割制造的工件零件，被倾斜切割的工件零件通常占据明显更小的比例。因此，为了使能够进行倾斜切割的激光切割机获得成功，该激光切割机需要在垂直切割时差不多实现与不具有倾斜切割能力的可比较的激光切割机相同的生产率。

尤其如果通过导光线缆将激光束输入激光切割头，则激光切割头的倾斜姿态可能导致空间需求增加，这消极地影响切割的动力。而且仅具有受限的机械柔性的这种导光线缆由于激光加工头的摆动运动而经受高的机械负荷。

发明内容

本发明基于的任务在于，提供一种激光加工头、尤其激光切割头以及一种具有这种激光加工头的激光加工机，在该激光加工头中，对用于将激光束输入至激光加工头的导光线缆的机械负荷减小。而且应以尽可能紧凑的结构形式实现该激光加工头。

根据本发明，通过开始所述类型的激光加工头来解决该任务，其中，第一结构单元的壳体件具有用于耦合用于将激光束输入到激光加工头中的导光线缆的接口。

通过导光线缆在第一结构单元上的耦合，在第二结构单元定向为倾斜(非垂直)于工件表面的情况下，导光线缆例如在倾斜切割时仅绕第一转动轴线而不绕第二转动轴线转动。因此，在激光束倾斜入射到工件表面上的情况下，导光线缆例如在倾斜切割时仅实施在垂直于第一转动轴线的平面中的运动而无所谓以何种角度。这具有如下优点，即导光线缆的机械负荷减小。